[發(fā)明專利]鉺鐿共摻氟硫磷酸鹽玻璃單模光纖及其制備方法和應(yīng)用有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202110921249.6 | 申請(qǐng)日： | 2021-08-11 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN113501669B | 公開（公告）日： | 2022-08-02 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 張勤遠(yuǎn);鄺路東;肖永寶;王偉超;葉詣琛 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 華南理工大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | C03C13/04 | 分類號(hào)： | C03C13/04;C03C6/06;C03B37/027;C03B37/012;G02B6/02 |
| 代理公司： | 華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224 | 代理人： | 向薇 |
| 地址： | 510665*** | 國(guó)省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 鉺鐿共摻氟硫 磷酸鹽 玻璃 單模 光纖 及其 制備 方法 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明涉及一種鉺鐿共摻氟硫磷酸鹽玻璃單模光纖及其制備方法和應(yīng)用。所述鉺鐿共摻氟硫磷酸鹽玻璃單模光纖包括纖芯以及包覆在所述纖芯表面的包層；所述包層為氟硫磷酸鹽玻璃，所述纖芯為鉺鐿共摻的氟硫磷酸鹽玻璃。上述鉺鐿共摻氟硫磷酸鹽玻璃單模光纖增益高，有利于實(shí)現(xiàn)低閾值、高效率激光輸出。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及光纖技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鉺鐿共摻氟硫磷酸鹽玻璃單模光纖及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)
光纖器件是指將光纖加工處理成具有某種功能的光電子器件。其中以單模光纖為基礎(chǔ)的光纖器件獲得廣泛應(yīng)用。在光纖通信中可應(yīng)用的光纖器件主要有光纖放大器、光纖激光器、光纖耦合器、光纖偏振器和光纖濾波器等。其中，以光纖放大器、光纖激光器的應(yīng)用較為廣泛。
光纖激光器具有結(jié)構(gòu)緊湊、易于實(shí)現(xiàn)單模激光輸出、便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用廣泛。光纖放大器是在光纖的纖芯中摻入稀土離子，通過(guò)稀土離子對(duì)信號(hào)光的受激輻射作用，使通過(guò)的信號(hào)光得到放大。1.5μm波段激光位于第三通信窗口，基于受激輻射放大原理制成的摻鉺光纖放大器是通信領(lǐng)域的重要部件，大幅度擴(kuò)展了通信容量、提高了傳輸速率。此外，1.5μm激光位于“人眼安全”波段，在光纖傳感、激光雷達(dá)等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價(jià)值。而增益光纖是上述應(yīng)用場(chǎng)景的核心要素。
目前而言，1.5μm波段增益光纖由稀土離子Er3+和基質(zhì)玻璃兩部分組成，通常共摻Y(jié)b3+提高泵浦光吸收效率，基質(zhì)玻璃則通常采用石英玻璃。但是，傳統(tǒng)的石英玻璃稀土溶解度低(～1019ions/cm3)，因而單位增益較小，不利于光纖器件小型化、集約化。另有方法采用磷酸鹽玻璃作為基質(zhì)玻璃，但是制作得到的單模光纖在1535nm處的單位增益為4.20dB/cm，有待進(jìn)一步的提升。此外，其光纖增益曲線隨泵浦功率增大提升慢，在～270mW左右才達(dá)到峰值～4.20dB/cm，在低閾值、緊湊型單頻光纖激光器及高重頻光纖激光器等領(lǐng)域應(yīng)用時(shí)將會(huì)導(dǎo)致較高的閾值。
發(fā)明內(nèi)容
基于此，本發(fā)明的目的之一在于提供一種高增益的鉺鐿(Er3+/Yb3+)共摻氟硫磷酸鹽玻璃單模光纖。本發(fā)明的另一目的在于提供上述鉺鐿共摻氟硫磷酸鹽玻璃單模光纖的制備方法。本發(fā)明的另一目的在于提供上述鉺鐿共摻氟硫磷酸鹽玻璃單模光纖在光纖器件中的應(yīng)用。
本發(fā)明的第一方面，提供一種鉺鐿共摻氟硫磷酸鹽玻璃單模光纖，其包括纖芯以及包覆在所述纖芯表面的包層；所述包層為氟硫磷酸鹽玻璃，所述纖芯為鉺鐿共摻的氟硫磷酸鹽玻璃。
在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述氟硫磷酸鹽玻璃中的組分包括：KPO3、Zn(PO3)2、AlF3和Na2SO4。
在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述包層中各組分的摩爾百分比為：KPO3 5％～75％、Zn(PO3)2 10％～60％、AlF3 1％～40％和Na2SO4 1％～30％。
在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述纖芯中各組分的摩爾百分比為：KPO3 5％～75％、Zn(PO3)2 10％～60％、AlF3 1％～40％、Na2SO4 1％～30％、ErF3 0.1％～10％和YbF3 0.1％～10％。
在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述鉺鐿共摻氟硫磷酸鹽玻璃單模光纖的截止波長(zhǎng)為1.5μm，1535nm處增益為3～5dB/cm。
本發(fā)明的第二方面，提供如上所述的鉺鐿共摻氟硫磷酸鹽玻璃單模光纖的制備方法，包括如下步驟：
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